บทบาทของความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันได้รับการตั้งสมมุติฐานในหลายๆ สภาวะ รวมถึงโรคหลอดเลือดตีบตัน ภาวะอักเสบ มะเร็งบางชนิด และกระบวนการชราภาพ อนุมูลอิสระ  ขณะนี้คิดว่าความเครียดออกซิเดชันมีส่วนสำคัญต่อโรคอักเสบทั้งหมด (โรคข้ออักเสบ, vasculitis, glomerulonephritis, lupus erythematous, กลุ่มอาการโรคทางเดินหายใจในผู้ใหญ่), โรคขาดเลือด (โรคหัวใจ, โรคหลอดเลือดสมอง, ลำไส้ขาดเลือด), hemochromatosis, กลุ่มอาการภูมิคุ้มกันบกพร่องที่ได้รับ, ถุงลมโป่งพอง, การปลูกถ่ายอวัยวะ แผลในกระเพาะอาหาร ความดันโลหิตสูงและภาวะครรภ์เป็นพิษ โรคทางระบบประสาท (โรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน โรคกล้ามเนื้อเสื่อม) โรคพิษสุราเรื้อรัง โรคที่เกี่ยวข้องกับการสูบบุหรี่ และอื่นๆ อีกมากมาย ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่การออกซิเดชันของไขมันและโปรตีน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและหน้าที่